常减压装置加热炉的技术改造

常减压装置加热炉的技术改造

中国程华金陵公司于1976年开始生产，年处理能力为350万吨。装置中的2台圆筒形辐射对流型立管立式加热炉(2#常压炉和3#减压炉)已运行三十多年。因烟气中硫含量过高,两炉斜顶因腐蚀、过热而严重变形,减压炉辐射室耐热衬里多处开裂,炉体腐蚀变形,多处穿孔。随着装置处理量的不断加大,炉膛温度随之提高,原耐热衬里不能满足隔热和节能需求,加上多处漏风、余热回收效果不好以及散热损失较大等原因的存在,加热炉炉效偏低。2012-09对两炉进行节能技术改造和优化,文中对此进行简单介绍。1问题1.1渣油硫和铁的质量分数改造前,2台加热炉采用瓦斯和减压渣油作为燃料。Ⅱ套常减压装置中掺炼高含硫原油,其减压渣油硫的质量分数较高,约有2.5%,当炉管表面存在钒化合物和金属铁时,则有SO2+O→SO3SΟ2+Ο→SΟ3。另外,在空气中以及原油中均存在或携带有一定数量的水分,在炉管外壁和炉墙温度偏低处便会有SO3溶于水生成硫酸酸雾,对炉管和炉墙产生硫酸露点腐蚀。1.2含盐灰灰的形成机理燃料中有时用减压渣油,因此造成烟气中含盐灰尘较多,到了对流室往往凝结在对流炉管上,形成很厚的含硫积灰。停工时,积灰厚度达到20～30mm。1.3外壁钢板的腐蚀加热炉辐射室衬里为轻质耐火砖外贴陶纤毡。由于陶纤毡与耐火砖或陶纤毡之间缝隙的存在,高温含硫烟气窜入后形成腐蚀造成加热炉外壁钢板烧损,几处穿孔,同时辐射室、对流室、炉底都存在超温的现象。在炉子看火门和防爆门等处,因施工难度较大,设有贴陶纤毡,也有一定热损失。炉子对流室弯头箱门内填碎陶纤进行对流室保温,施工质量无法保证,缝隙较大,保温效果不好,空气易进入对流室造成热损失。1.4蚀成光管组织由于积灰和空气预热器效果不好造成加热炉排烟温度过高。空气预热器热管高温烟气段腐蚀较重,局部翅片已腐蚀成光管,翅片间黄色及灰黑色垢较多,见图1。烟气的热量没有充分利用,同时炉子对流段弯头箱钢板不严,空气漏风的结果是造成加热炉效率较低。2#常压炉和3#减压炉平均炉效率为90.1%和89.7%,炉效低于平均值92.2%,其中排烟损失10℃,加热炉炉效降低约0.5%,这是炉效率降低的一个主要原因。2改革措施2.1采用高效节能装置2.1.1q-2.5mw0cr2320(1)取消进油喷嘴。(2)采用30台高效节能燃烧器。燃烧器型号为JL/Q-2.5MWQ235B+0Cr25NI20。高效节能燃烧器能够依据加热炉进、出口温度或炉膛温度的检测控制燃料气流量,并对燃烧的燃料/空气混合比进行调节,降低了人为因素对燃烧的影响,大幅度提高了加热炉效率。2.1.2节约燃料用量使用高效节能喷嘴前后燃料结果为:改造前用量2753kg/h,改造后2265kg/h,节约燃料用量为488kg/h。按照350d/a、燃料费0.3万元/t计,节约的资金约为51.3万元/a。2.2天然气残渣回收系统的改造2.2.1热负荷调节范围(1)采用全新的热管式空气预热器。热负荷调节范围70%～100%,排烟温度调节范围在100～150℃。(2)热烟均采用单独一根通道。2.2.2烟气预热后温度改造后常压加热炉烟气冷却后温度为86℃,空气预热后的温度达155℃,减压加热炉烟气冷却后的温度为86℃,空气预热后的温度为190℃。2012-11检测,加热炉效率比改造前提高3%～4%,加热炉的燃料标油消耗减少0.4kg/t。2.3改造烤箱衬里2.3.1知识产权保护板衬(1)选用轻质耐热+耐火纤维衬里的新型保温材料和保温结构形式,有效防止加热炉衬里的露点腐蚀。(2)常压炉辐射室顶部及斜顶顶板耐热衬里采取喷涂双层高铝硅酸铝耐火纤维,厚度增加至250mm。(3)减压炉辐射室耐热衬里中、上部采取喷涂双层高铝硅酸铝耐火纤维加气硬性浇注料背衬,辐射室下部采用陶瓷纤维板背衬加高铝砖,厚度加至220mm。(4)辐射室顶及斜顶衬里采用喷涂双层高铝硅酸铝耐火纤维,厚度加至250mm。喷涂耐火纤维衬里迎火表面喷涂高辐射节能涂料,减少热量外传及提高辐射室的热强度。2.3.2改造前后的对比通过高辐射节能涂料的应用和提高衬里保温效果,降低了炉体外表面温度,减少散热损失,炉外表面温度明显降低了20～29℃,散热损失减少了0.8个百分点,改造前后减压炉外表面温度及效果对比见表1。2.4优化换热工艺2.4.1方法利用装置现有低温位热源增加了一台减一线-瓦斯热交换器,将瓦斯入炉温度提高到76～80℃,改造后减一线加热瓦斯换热流程见图2。2.4.2加热炉瓦斯进炉温度改造前,减一线经常在开空冷情况下出装置温度仍高于控制要求,因温度过高,减一回流量一直处于超量程状态下,减压塔顶控制余地小。装置加热炉的燃料消耗占装置能耗的90%左右,瓦斯进炉温度为常温。改造后,提高了瓦斯进炉温度,降低了加热炉瓦斯消耗,同时还可降低油品出装置温度,降低减一线回流量,将有利于减压塔顶真空度提高,减少减一线泵电耗。2.5提高设备密封性能2.5.1防爆门、主门的设置(1)对加热炉采用立体全封闭,以降低炉体的漏风量。(2)改造密封调节挡板,改进炉体上的看火门、防爆门,采用圆形防爆门。在防爆门的泄爆面设有利于密封的凹凸沟槽,并在凹槽里填充硅酸铝纤维编织带,用以保证防爆门的可靠密封。(3)对流室弯头箱采用全密封结构,在对流室弯头箱内填满致密型陶瓷纤维,在对流室弯头箱与封门之间加石棉绳垫片,用螺栓将对流室弯头箱和弯头箱门压紧。2.5.2局部变形改造前炉体的对流室弯头箱、防爆门、看火门封闭不严,并且已出现局部变形,漏风量大,从这些部位漏入炉体内的空气都不参与燃烧,不但增加排烟中的氧含量,而且使得加热炉热效率降低。改造前后烟气氧含量对比,过剩空气系数下降了0.23个百分点。3加热炉低热回收技术2012-10-25,Ⅱ套常减压装置开工,加热炉投入运行,通过改造余热回收系统、改造炉体衬里、燃烧器升级更换和应用高温辐射涂料及换热流程优化等技改措施,提高